1. 区块链技术的核心概念和原理

• 密码朋克 (Cypher punk)

  • 维基解密的创始人 阿桑奇
  • BT下载的作者 布莱姆-科恩
  • WWW 的发明者 蒂姆博纳斯-李
  • 智能合约概念的提出者: 尼克萨博
  • Facebook 创始人： 肖恩帕克
  • 中本聪

• Adam Back 发明了 Hash cash, 使用了 POW

• Haber/ Stornetta 提出时间戳方法保证数字文件安全的协议

• 戴维 发明了 B-money, 强调了点对点交易和不可更改记录

• 哈尔-芬尼 推出了 "加密现金"

• 2008 年中本聪 《比特币: 一个点对点的电子现金系统》

• 区块链技术前景

  • 应用场景
    • 资产：数字资产发行, 支付(跨境支付), 交易, 结算
    • 记账：股权交易, 供应链金融, 商业积分
    • 不可篡改：溯源, 众筹, 医疗证明, 存在性证明
    • 点对点：共享经济, 物联网
    • 隐私： 匿名交易

• 什么是货币？

  • 凯恩斯《货币论》货币是可以承载价值的一般等价物

• 货币历史

  • 铜币, 金银 -> 银票 -> 法币 -> 数字货币(一串数字)

• 信任从何而来

  • 财产只受自己控制
  • 无通胀(总量不变得)
  • 没有假钞
  • 流通性好

• 比特币是什么

  • 去中心化的记账系统

• 比特币的原理

  • 账本如何验证？
  • 所有权问题?
  • 为什么记账?（挖矿）
  • 以谁的账本为准?(共识机制)

• Hash

  • 哈希函数: Hash(原始信息) = 摘要信息
  • 特点：
    • 同样的原始信息用同一个哈希函数总能得到相同的摘要信息
    • 原始信息任何微小的变化都会哈希出面目全非的摘要信息
    • 从摘要信息无法逆向推算出原始信息

• 非对称加密技术（交易签名）

  • 交易进行hash得到摘要
  • 用私钥对摘要进行签名

• 所有权问题? 广播交易

  • 签名及验证

• 为什么记账？

  • 记账： Hash 打包过程
  • 消耗资源
  • 奖励 -> 比特币发行

• 挖矿 - 工作量证明

  • 规则: 一段时间内只有一人可以记账成功
  • 通过解决密码学的难题(即工作量证明)竞争获得唯一记账权
  • 其他的节点复制记账结果

• 工作量证明

  • Hash(上一个Hash值, 交易记录集) = 456635BCD
  • Hash(上一个Hash值, 交易记录集, 随机数) = 0000aFD635BCD

• 交易记录集

  • 收集广播中还没有被记录账本的交易
  • 交易的有效性验证
  • 添加一笔给自己转账的交易(挖矿奖励)

• 共识机制

  • 两个节点同时完成工作量证明, 使用谁的区块?
    • 无仲裁机构裁决
  • 为什么要遵守协议?
    • 节点的工作量只有在其他节点认可认同其是有效地
    • 累计工作量最大的区块链
      • 独立
      • 延长最长链

2. 区块链的原理实现 (Python3)

• python, pip, pipenv, Flask/requests

# 安装运行的环境
pip install pipenv
# 安装 python 的运行环境 -> 生成 Pipfile
pipenv --python=python3.6
# 安装需要的依赖
pipenv install flask==0.12.2
pipenv install requests==2.18.4

2.1 区块链的实现代码

• demo/blockchain.py

3. 以太坊

• 比特币的局限性

  • 2013 Vitalik Buterin 发表了以太坊白皮书

• 以太坊描述及特点

  • 去中心化应用平台
  • 区块链 2.0
  • 可编程(操作系统)
  • 智能合约, EVM
  • 约每 15 秒出块, 挖矿奖励3ETH, 叔块奖励
  • 无总量限制(比特币总共有2100万枚)

3.1 核心概念-智能合约

• 以太坊上的程序, 是代码和数据(状态)的集合

• 准图灵完备

• 典型应用: 代币: EOS, 游戏: 迷恋猫

• 编程语言: Solidity

  • 类 JavaScript语言 .sol

contract HelloWorld{
    function hello() public returns(string){
      return "Hello World";
    }
}

• IDE : Remix

  • https://remix.ethereum.org

• 运行环境: EVM

  • Solidity -> EVM
  • Java -> JVM

3.2 核心概念-账户

• 账户

  • 地址(Address): 20字节
  • 状态(State)

• 账户分类

  • 外部账户(EOA)
  • 合约账户
  • 消息由于外部账户发布, 合约的账户不能主动发起交易, 只能通过外部触发

3.3 核心概念-钱包

• 钱包(理解为一个开发者工具)
  • Geth, Mist, MetaMask

# 启动终端
geth --datadir testNet --dev console 2>> test.log
# 查看账号信息
eth
# 列出账号的一些信息
personal.listAccounts
# todo 各种 API, 自行进行查看即可

3.4 核心概念- 交易手续费 Gas

• 费用: Gas价格(用以太币计价) * Gas 数量

• Gas 可以限制工作量, 从账户进行付费, 矿工进行获取

• 以太币单位

• 最小单位: 1Wei（伟）

  • 10^9 Wei = 1 Gwei
  • 10^12 Wei = 1szabo(萨博)
  • 10^15 Wei = 1 finey(芬尼)
  • 10^18 Wei = 1 Ether

3.4 核心概念- 以太坊网络

• 主网, 测试网络, 私有链, 模拟环境

• 区块链分类

  • 公有链, 联盟链, 私有链

4. 去中心化应用

• 传统互联网应用

  • 中心化, 容易更新, 数据完全掌控

• 去中心化应用

  • 去中心化, 按规则运行

• 去中心化 Dapp

  • 应用层
    • 前端 : APP, H5/CSS
    • 后端 : 节点, 存储
  • 智能合约

• 去中心化应用案例

  • 预测平台: Augur
  • 谜恋猫: https://www.cryptokitties.co/
  • 百度莱茨, 网易招财猫, 小米加密兔